KR20110133363A - Collision detection method of polygon model using obbtree and subdivision - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유향경계상자트리와 메쉬분할기법을 이용한 폴리곤 모델의 충돌 검사 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기계 부품 폴리곤 모델 등의 충돌 검사를 할 경우, 폴리곤 모델에 메쉬분할기법과 유향경계상자트리를 적용하여 충돌 검사를 수행함으로써 신뢰성 높은 충돌 검사 결과를 도출할 수 있는, 유향경계상자트리와 메쉬분할기법을 이용한 폴리곤 모델의 충돌 검사 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.The present invention relates to a collision detection method of a polygon model using a dichotomous bounding box tree and a mesh segmentation technique, and a computer-readable recording medium recording a program for realizing the method. In the collision inspection, collision of polygon model using the dichotomous boundary box tree and mesh dividing technique, which can generate reliable collision inspection results by applying the mesh segmentation technique and the dichotomous boundary tree to the polygon model, is performed. A test method and a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing the method.
먼저, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여, 본 발명에서 사용되는 중요 용어를 정리하여 살펴보면 다음과 같다.First, in order to help the understanding of the present invention, look at the important terms used in the present invention are summarized as follows.
먼저, 폴리곤(Polygon)이란 3차원 컴퓨터 그래픽에서 입체 형상을 표현할 때 사용하는 가장 작은 단위의 다각형을 말한다.First, polygons are polygons of the smallest unit used to express three-dimensional shapes in three-dimensional computer graphics.
그리고 메쉬 정보란 기하학적 정보, 즉 폴리곤 모델의 격자 정보를 말한다.The mesh information refers to geometric information, that is, grid information of the polygon model.
그리고 유향경계상자(OBB : Oriented Bounding Box)란 폴리곤 모델 상에서 빠른 충돌 검사를 위해 실 모델을 포함하는 일정한 축에 기준을 둔 경계상자를 말한다. 이러한 유향경계상자를 이용하여 폴리곤 모델 대신에 충돌 검사를 수행하게 된다.Oriented bounding box (OBB) refers to a bounding box based on a certain axis that contains the real model for fast collision detection on the polygon model. The dicing box is used to perform collision inspection instead of the polygon model.
그리고 유향경계상자트리(OBBT : Oriented Bounding Box TREE)란 유향경계상자를 기하학적 정보(즉, 폴리곤 모델의 격자 정보)를 이용하여 분리하여 생성한 유향경계상자 그룹을 말한다. 다시 말하면, 유향경계상자를 기하학적 정보, 즉 폴리곤 모델의 격자 정보를 이용하여 분리함으로써, 유향경계상자트리를 생성한다. 이렇게 생성된 유향경계상자트리를 이용하여 충돌 검사를 수행할 수 있다.The OBBT refers to a directional box group generated by separating the directional box using geometric information (ie, grid information of the polygon model). In other words, the diversion boundary box is separated by using geometric information, that is, the grid information of the polygon model, to generate the diversion boundary box tree. The collision detection can be performed using the generated omnidirectional boundary tree.
한편, 이하의 본 발명의 일실시예에서는 기계 부품 폴리곤 모델을 예로 들어 설명하나, 본 발명은 다른 부품 폴리곤 모델의 충돌 검사 등에 다양하게 적용될 수 있으므로, 기계 부품 폴리곤 모델에 한정되는 것이 아님을 미리 밝혀둔다.
On the other hand, in the following embodiment of the present invention will be described by taking a machine part polygon model as an example, the present invention can be variously applied, such as collision inspection of other part polygon model, it will be found that not limited to the machine part polygon model in advance Put it.
종래의 모델 간 충돌 검사 방법은 실 모델에서 실 모델을 포함하는 경계상자를 생성한 후 상기 생성된 경계상자 간에 충돌 검사를 수행하게 된다. 여기서, 경계상자의 종류로는 예를 들어 크게 BS(Bounding Sphere), AABB(Axis Aligned Bounding Box), OBB(Oriented Bounding Box, 유향경계상자), DDS(Discrete Bounding Box, k-dop) 등이 있다.According to the conventional collision checking method between models, a collision box including a seal model is generated in a seal model, and then collision checking is performed between the generated bound boxes. The type of bounding box includes, for example, BS (Bounding Sphere), AABB (Axis Aligned Bounding Box), OBB (Oriented Bounding Box), DDS (Discrete Bounding Box, k-dop), and the like. .
이처럼 경계상자를 생성하는 이유는 최대한 실제 모델에 근접한 경계상자를 생성한 후 상기 생성된 경계상자 간에 충돌 검사를 수행함으로써 빠르게 실제 폴리곤 모델과 같은 충돌 검사를 수행하기 위함이다.The reason for generating a bounding box as described above is to quickly perform a collision check like a real polygon model by performing a collision check between the generated bounding boxes after generating a bounding box as close to the actual model as possible.
그런데, 상기와 같은 종래 기술에서는 비교적 간단한 형상의 기계 부품에서 충돌 검사를 위해 유향경계상자트리를 생성하려고 하면 실제 모델에 근접하게 유향경계상자트리가 생성되기는 하나, 실제 모델의 메쉬 정보(기하학적 정보, 즉 폴리곤 모델의 격자 정보)가 적기 때문에 실제 모델에 근접한 유향경계상자트리가 생성되지 않거나 유향경계상자트리가 생성된다고 하더라도 실제 모델보다 큰 경우가 대부분이다.By the way, in the prior art as described above, when attempting to generate a directed boundary box tree for collision inspection in a mechanical component having a relatively simple shape, the directed boundary box tree is generated close to the actual model, but the mesh information (geometric information, In other words, the grid information of the polygon model is small, and even though the directional boundary tree close to the actual model is not generated or the directional boundary tree is generated, it is usually larger than the actual model.
이렇게 생성된 실제 모델과 동떨어진 유향경계상자트리를 이용하여 충돌 검사를 수행하게 되면, 충돌 검사에 오차가 많이 발생하여 충돌 검사 결과에 대한 신뢰성이 낮아진다.
When collision inspection is performed by using the directional box tree that is separated from the actual model generated in this way, a lot of errors occur in the collision inspection, which lowers the reliability of the collision inspection result.
전술한 바와 같이, 상기와 같은 종래 기술은 충돌 검사 결과에 대한 신뢰성이 낮은 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 해결하고자 하는 것이 본 발명의 과제이다.As described above, the prior art as described above has a problem of low reliability of the collision inspection result, and it is an object of the present invention to solve this problem.
따라서 본 발명은 기계 부품 폴리곤 모델 등의 충돌 검사를 할 경우, 폴리곤 모델에 메쉬분할기법과 유향경계상자트리를 적용하여 충돌 검사를 수행함으로써 신뢰성 높은 충돌 검사 결과를 도출할 수 있는, 유향경계상자트리와 메쉬분할기법을 이용한 폴리곤 모델의 충돌 검사 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 데 그 목적이 있다.Therefore, in the present invention, when the collision inspection of the machine part polygon model, etc., the collision detection is performed by applying the mesh segmentation technique and the dichotomous boundary tree to the polygon model, so that a reliable collision inspection result can be derived. And a collision detection method of a polygon model using a mesh division technique, and a computer-readable recording medium recording a program for realizing the method.
즉, 본 발명은, 오목하거나 기하학적 정보가 적은 폴리곤 모델에서 유향경계상자트리를 생성할 경우 실제 모델의 형상보다 너무 크거나 원활하게 생성되지 않기 때문에, 메쉬분할기법을 사용하여 유향경계상자트리를 생성함으로써 실제 모델 형상과 비슷한 유향경계상자트리를 생성하며, 이렇게 생성된 실제 모델과 근접한 형상을 가지는 유향경계상자트리를 이용하여 충돌 검사를 수행함으로써 신뢰성 높은 충돌 검사 결과를 도출할 수 있는, 유향경계상자트리와 메쉬분할기법을 이용한 폴리곤 모델의 충돌 검사 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 데 그 목적이 있다.That is, according to the present invention, when generating a directed boundary box tree from a concave or less geometrical polygon model, it is not generated too largely or smoothly than the shape of the actual model. By creating a Boundary Boundary box tree similar to the actual model shape, and performing a collision test using a Boundary Boundary box tree that has a shape close to the real model generated in this way, it can derive reliable collision inspection results. An object of the present invention is to provide a collision detection method for a polygon model using a tree and mesh division technique and a computer-readable recording medium recording a program for realizing the method.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 충돌 검사 시스템에서의 충돌 검사 방법에 있어서, 폴리곤 모델에 메쉬분할기법을 적용하여 메쉬 정보를 추가하는 메쉬 정보 추가 단계; 상기 추가된 메쉬 정보를 이용하여 유향경계상자트리를 생성하는 유향경계상자트리 생성 단계; 및 상기 생성된 유향경계상자트리를 이용하여 충돌 검사를 수행하는 충돌 검사 수행 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a collision inspection method in a collision inspection system, comprising: adding mesh information by applying a mesh division technique to a polygon model; Generating a dichotomous bounding box tree by using the added mesh information; And a collision inspection step of performing collision inspection using the generated omnidirectional boundary box tree.
한편, 본 발명은, 프로세서를 구비한 충돌 검사 시스템에, 폴리곤 모델에 메쉬분할기법을 적용하여 메쉬 정보를 추가하는 메쉬 정보 추가 단계; 상기 추가된 메쉬 정보를 이용하여 유향경계상자트리를 생성하는 유향경계상자트리 생성 단계; 및 상기 생성된 유향경계상자트리를 이용하여 충돌 검사를 수행하는 충돌 검사 수행 단계를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
On the other hand, the present invention, a mesh information adding step of adding mesh information to the collision detection system having a processor by applying a mesh segmentation technique to the polygon model; Generating a dichotomous bounding box tree by using the added mesh information; And a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing a collision inspection performing step of performing collision inspection using the generated omnidirectional boundary box tree.
상기와 같은 본 발명은, 기계 부품 폴리곤 모델 등의 충돌 검사를 할 경우, 폴리곤 모델에 메쉬분할기법과 유향경계상자트리를 적용하여 충돌 검사를 수행함으로써 신뢰성 높은 충돌 검사 결과를 도출할 수 있는 효과가 있다.In the present invention as described above, when the collision inspection of the machine part polygon model, etc., the collision inspection is performed by applying the mesh splitting technique and the dichotomous boundary tree to the polygon model, thereby obtaining a reliable collision inspection result. have.
즉, 본 발명은, 오목하거나 기하학적 정보가 적은 폴리곤 모델에서 유향경계상자트리를 생성할 경우 실제 모델의 형상보다 너무 크거나 원활하게 생성되지 않기 때문에, 메쉬분할기법을 사용하여 유향경계상자트리를 생성함으로써 실제 모델 형상과 비슷한 유향경계상자트리를 생성할 수 있으며, 이렇게 생성된 실제 모델과 근접한 형상을 가지는 유향경계상자트리를 이용하여 충돌 검사를 수행함으로써 신뢰성 높은 충돌 검사 결과를 도출할 수 있는 효과가 있다.
That is, according to the present invention, when generating a directed boundary box tree from a concave or less geometrical polygon model, it is not generated too largely or smoothly than the shape of the actual model. By creating a Boundary Boundary box tree similar to the actual model shape, the collision inspection is performed by using a Boundary Boundary box tree that has a shape close to the actual model. have.
도 1a 및 도 1b는 본 발명이 적용되는 폴리곤 모델의 충돌 검사 시스템의 일실시예 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 유향경계상자트리와 메쉬분할기법을 이용한 폴리곤 모델의 충돌 검사 방법에 대한 일실시예 흐름도,
도 3은 메쉬분할 원리를 설명하기 위한 도면,
도 4는 메쉬분할 실행화면을 나타내는 도면,
도 5는 유향경계상자트리 생성원리를 설명하기 위한 도면,
도 6은 유향경계상자트리 실행화면을 나타내는 도면,
도 7은 메쉬분할기법을 적용하여 유향경계상자트리를 생성하는 경우와 메쉬분할기법을 적용하지 않고 유향경계상자트리를 생성하는 경우를 나타내는 일예시도,
도 8은 메쉬분할기법을 적용하여 유향경계상자트리를 생성하는 경우와 메쉬분할기법을 적용하지 않고 유향경계상자트리를 생성하는 경우를 나타내는 다른 예시도,
도 9는 메쉬분할기법을 적용하여 유향경계상자트리를 생성하는 경우와 메쉬분할기법을 적용하지 않고 유향경계상자트리를 생성하는 경우를 나타내는 또 다른 예시도,
도 10은 분리 축 이론(Separation Axis Theorem)을 나타내는 도면이다.1A and 1B are diagrams illustrating an embodiment of a collision inspection system of a polygon model to which the present invention is applied;
2 is a flowchart illustrating a collision detection method of a polygon model using a dichotomous boundary box tree and a mesh segmentation method according to the present invention;
3 is a view for explaining the principle of mesh division;
4 is a diagram illustrating a mesh division execution screen;
5 is a view for explaining the principle of generating a dichotomous bounding box tree;
6 is a view showing a directed border box tree execution screen;
FIG. 7 is an exemplary view illustrating a case in which a dichotomous boundary box tree is generated by applying a mesh division technique and a case in which a dichotomy boundary box tree is generated without applying a mesh division technique.
FIG. 8 is another exemplary diagram illustrating a case of generating a directed boundary box tree by applying a mesh division technique and a case of generating a directed boundary box tree without applying a mesh division technique. FIG.
FIG. 9 is another exemplary diagram illustrating a case of generating a directed boundary box tree by applying a mesh division technique and a case of generating a directed boundary box tree without applying a mesh division technique. FIG.
10 is a diagram illustrating Separation Axis Theorem.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It can be easily carried out. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미한다.
And throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between. Also, when a component is referred to as " comprising "or" comprising ", it does not exclude other components unless specifically stated to the contrary .
먼저, 본 발명의 요지를 간략하게 살펴보면, 본 발명에서는 비교적 간단한 형상을 가지는 기계 부품에서 유향경계상자트리가 생성이 되지 않는 문제점을 해결하기 위해, 기계 부품의 폴리곤 모델에 메쉬분할기법을 적용하여 메쉬 정보를 추가함으로써 유향경계상자트리를 실제 모델에 근접하게 생성한다. 이렇게 생성된 유향경계상자트리를 이용하여 신뢰성 있는 충돌 검사를 수행할 수 있다.
First, briefly, the gist of the present invention, in order to solve the problem that the directional box tree is not generated in a mechanical component having a relatively simple shape, the mesh by applying a mesh splitting technique to the polygon model of the mechanical component By adding the information, we create a directed bounding box tree close to the actual model. The generated collision boundary tree can be used to perform a reliable collision check.
도 1a 및 도 1b는 본 발명이 적용되는 폴리곤 모델의 충돌 검사 시스템의 일실시예 구성도이다.1A and 1B are diagrams illustrating an embodiment of a collision inspection system of a polygon model to which the present invention is applied.
도 1a에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 폴리곤 모델의 충돌 검사 시스템은, 본 발명에 필요한 연산을 수행하는 컴퓨터(11), 사용자 명령 등과 같은 데이터를 입력하기 위한 입력장치인 키보드(12)와 마우스(13), 및 연산 결과를 출력하기 위한 출력장치인 프린터(14)를 포함한다.As shown in FIG. 1A, the collision detection system of a polygon model to which the present invention is applied includes a
도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 폴리곤 모델의 충돌 검사 시스템의 컴퓨터(11)는, 중앙처리장치(15)와, 상기 중앙처리장치(15)에 연결된 주기억장치(16)와, 상기 주기억장치(16)에 연결된 보조기억장치(17)와, 상기 주기억장치(16)에 연결된 주변장치(18)를 구비한다.As shown in FIG. 1B, the
이처럼, 본 발명이 적용되는 폴리곤 모델의 충돌 검사 시스템은, 컴퓨터의 전체 동작을 제어하고 관리하는 중앙처리장치(15), 상기 중앙처리장치(15)에서 수행되는 프로그램을 저장하고 작업 수행 중에 이용되는 또는 작업 수행 중에 발생되는 각종 데이터를 저장하는 주기억장치(16)와 보조기억장치(17), 및 사용자와의 데이터 입/출력을 위한 입/출력 장치(12 내지 14)와, 통신 인터페이스 등을 위한 주변장치(18)를 포함한다.As described above, the collision detection system of the polygon model to which the present invention is applied includes a
그리고 상기 보조기억장치(17)는 대량의 데이터를 저장하는 역할을 하며, 상기 입/출력 장치(12 내지 14)는 일반적인 키보드(12), 마우스(13), 디스플레이 장치(터치 스크린은 입/출력 장치로 이용됨), 및 프린터(14) 등을 포함한다.In addition, the
그러나 상기한 바와 같은 구성을 갖는 컴퓨터 하드웨어 환경은 당해 분야에서 이미 주지된 기술에 지나지 아니하므로 여기에서는 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 상기와 같은 하드웨어 시스템의 주기억장치(16)에는 폴리곤 모델에 메쉬분할기법을 적용하여 메쉬 정보를 추가하고, 상기 추가된 메쉬 정보를 이용하여 유향경계상자트리를 생성하며, 상기 생성된 유향경계상자트리를 이용하여 충돌 검사를 수행하는 폴리곤 모델의 충돌 검사 알고리즘이 저장되어 있으며, 상기 중앙처리장치(15)의 제어에 따라 수행된다. 이러한 폴리곤 모델의 충돌 검사 알고리즘을 도 2를 참조하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.
However, since the computer hardware environment having the configuration as described above is only a technique well known in the art, detailed description thereof will be omitted herein. However, in the
도 2는 본 발명에 따른 유향경계상자트리와 메쉬분할기법을 이용한 폴리곤 모델의 충돌 검사 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a collision detection method of a polygon model using a dichotomous boundary box tree and a mesh segmentation method according to the present invention.
먼저, 비교적 간단한 형상을 가지는 기계 부품의 폴리곤 모델(201)에 메쉬분할기법을 적용하여 메쉬 정보(기하학적 정보, 즉 폴리곤 모델의 격자 정보)를 추가한다(202).First, mesh information (geometric information, that is, grid information of a polygonal model) is added to the
여기서, 메쉬분할기법은 연속적인 분할 작업을 통하여 주어진 초기 선분이나 메쉬를 부드러운 곡선이나 곡면으로 근사시키는 기술을 말한다.Here, the mesh segmentation technique refers to a technique of approximating a given initial line segment or mesh to a smooth curve or surface through a continuous segmentation operation.
다시 말하면, 메쉬분할기법은 최초 메쉬 형태의 각 다각형의 변에 새로운 점을 생성하여 이 점들을 연결시켜 새로운 메쉬를 생성한다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 메쉬분할기법은 최초 메쉬 형태의 두 다각형의 변에 새로운 점 5개를 생성하여 이 5개점들을 연결시켜 새로운 메쉬 8개를 생성한다.In other words, the mesh segmentation technique creates a new point on the side of each polygon of the original mesh shape and connects the points to create a new mesh. For example, as shown in FIG. 3, the mesh splitting technique generates five new points on the sides of two polygons of the original mesh shape and connects the five points to generate eight new meshes.
그리고 본 발명에서는 기계 부품의 폴리곤 모델에 메쉬분할기법을 적용함으로써 메쉬 형상이 적은 기계 부품의 폴리곤 모델에 메쉬 형상(메쉬 정보)을 추가하는 역할을 한다. 도 4는 실제적인 메쉬분할 실행화면을 나타내는 도면으로, 최초 메쉬 형태에 메쉬분할기법을 적용하여 분할한 메쉬 형태를 나타내고 있다.In addition, the present invention serves to add a mesh shape (mesh information) to the polygonal model of the machine part with less mesh shape by applying the mesh division technique to the polygonal model of the machine part. 4 is a diagram illustrating an actual mesh division execution screen, and shows a mesh form divided by applying a mesh division technique to an initial mesh form.
이후, 상기 추가된 메쉬 정보(기하학적 정보, 즉 폴리곤 모델의 격자 정보)를 이용하여 유향경계상자트리를 생성한다(203).Thereafter, the directional boundary box tree is generated using the added mesh information (geometric information, that is, grid information of the polygon model) (203).
이때, 유향경계상자를 기하학적 정보, 즉 폴리곤 모델의 격자 정보를 이용하여 분리함으로써 유향경계상자트리를 생성한다. 여기서, 유향경계상자를 기하학적 정보(즉, 폴리곤 모델의 격자 정보)를 이용하여 1번 분리하면 2개의 유향경계상자가 생성되고, 2번 분리하면 4개의 유향경계상자가 생성되며, n번(n은 자연수)번 분리함에 따라 2n개만큼의 유향경계상자를 생성한다. 이렇게 생성된 유향경계상자트리를 이용하여 충돌 검사를 수행할 수 있다.At this time, the diversion boundary box is separated by using geometric information, that is, grid information of the polygon model, to generate the diversion boundary box tree. Here, when dividing the dicing boundary box once using geometric information (that is, grid information of the polygon model), two diversion boundary boxes are generated, and when dividing twice, four diversion boundary boxes are generated, and n times (n Is divided into two natural numbers), creating as many as 2 n mastic boxes. The collision detection can be performed using the generated omnidirectional boundary tree.
여기서, 도 5에 도시된 바와 같이, 유향경계상자를 기하학적 정보(즉, 폴리곤 모델의 격자 정보)를 이용하여 분리할 때, 메쉬에서 가장 긴 축으로 분리하여 유향경계상자트리를 생성한다. 도 6은 유향경계상자트리 실행화면을 나타내는 도면으로, 메쉬분할기법을 적용하여 분할한 메쉬 형태를 이용하여 생성한 유향경계상자트리를 나타내고 있다.Here, as shown in FIG. 5, when the dividing the dividing boundary box using geometric information (that is, the grid information of the polygon model), the dividing boundary box is generated by dividing it into the longest axis in the mesh. FIG. 6 is a diagram illustrating an execution window of a direc- tive boundary box tree, and illustrates a direc- tion boundary box tree generated using a mesh form divided by applying a mesh division technique.
이처럼, 폴리곤 모델에 메쉬분할기법을 적용하여 메쉬 정보를 추가하면 실제 모델과 비슷한 유향경계상자트리를 생성할 수 있다. 그 예를 도 7 내지 도 9를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
In this way, when mesh information is applied to a polygon model to add mesh information, a directional box tree similar to a real model can be generated. An example thereof will be described with reference to FIGS. 7 to 9.
도 7은 메쉬분할기법을 적용하여 유향경계상자트리를 생성하는 경우와 메쉬분할기법을 적용하지 않고 유향경계상자트리를 생성하는 경우를 나타내는 일예시도이다.FIG. 7 is an exemplary view illustrating a case in which the dichotomous boundary box tree is generated by applying the mesh division technique and a case in which the dichotomy boundary box tree is generated without applying the mesh division technique.
도 7에 도시된 바와 같이, 도 7의 형상은 그 형태가 간단하여 메시분할기법을 미 적용할 때는 실제 모델에 근접한 유향경계상자트리를 생성할 수 없다. 하지만, 메쉬분할기법을 적용할 때는 실제 모델에 근접한 유향경계상자트리를 생성할 수 있다.
As shown in FIG. 7, the shape of FIG. 7 is simple, and thus, when the mesh segmentation method is not applied, the directional boundary tree close to the actual model cannot be generated. However, when applying the mesh segmentation technique, it is possible to generate a directed boundary box tree close to the actual model.
도 8은 메쉬분할기법을 적용하여 유향경계상자트리를 생성하는 경우와 메쉬분할기법을 적용하지 않고 유향경계상자트리를 생성하는 경우를 나타내는 다른 예시도이다.FIG. 8 is another exemplary diagram illustrating a case of generating a directed boundary box tree by applying a mesh division technique and a case of generating a directed boundary box tree without applying a mesh division technique.
도 8에 도시된 바와 같이, 도 8의 형상은 너트의 형상인데, 메쉬분할기법을 미 적용할 때는 생성된 유향경계상자트리가 구멍의 형상을 포함하지 않는다. 즉, 실제 모델에 근접한 유향경계상자트리를 생성할 수 없다. 하지만, 메쉬분할기법을 적용할 때는 유향경계상자트리가 구멍의 형상을 포함하고 있다. 즉, 실제 모델에 근접한 유향경계상자트리를 생성할 수 있다.
As shown in FIG. 8, the shape of FIG. 8 is a shape of a nut. When the mesh splitting technique is not applied, the generated dividing boundary box tree does not include the shape of a hole. In other words, it is not possible to create a directional tree close to the actual model. However, when the mesh segmentation technique is applied, the mastic box tree contains the shape of the hole. In other words, it is possible to generate a directional tree close to the actual model.
도 9는 메쉬분할기법을 적용하여 유향경계상자트리를 생성하는 경우와 메쉬분할기법을 적용하지 않고 유향경계상자트리를 생성하는 경우를 나타내는 또 다른 예시도이다.FIG. 9 is another exemplary diagram illustrating a case of generating a directed boundary box tree by applying a mesh division technique and a case of generating a directed boundary box tree without applying a mesh division technique.
도 9에 도시된 바와 같이, 도 9의 형상은 다소 복잡한 형상으로, 메시분할기법을 미 적용할 때는 실제 모델에 근접하게 유향경계상자트리를 생성하는 것이 어렵다. 하지만, 메쉬분할기법을 적용할 때는 실제 모델에 근접하게 유향경계상자트리를 생성할 수 있음을 볼 수 있다.As shown in FIG. 9, the shape of FIG. 9 is a rather complicated shape, and when the mesh splitting technique is not applied, it is difficult to generate the dicing box tree close to the actual model. However, we can see that when we use the mesh splitting technique, we can create a dichotomous bounding tree close to the actual model.
이처럼, 도 7 내지 도 9에 도시된 세 가지 실시예는 메쉬분할기법 적용 시에 유향경계상자트리가 실제 모델에 근접하게 생성된다는 것을 보여 주고 있다.As such, the three embodiments illustrated in FIGS. 7 to 9 show that the dicing box tree is generated close to the actual model when the mesh segmentation technique is applied.
이후, 상기 생성된 유향경계상자트리를 이용하여 충돌 검사를 수행한다(204). 여기서, 유향경계상자트리를 이용한 충돌 검사는 분리 축 이론(Separation Axis Theorem)을 이용하여 충돌 검사를 수행하게 된다.Thereafter, collision detection is performed using the generated omnidirectional boundary tree (204). In this case, collision inspection using the dicing boundary box tree is performed by using the separation axis theory.
도 10은 분리 축 이론(Separation Axis Theorem)을 이용한 유향경계상자의 충돌 검사 원리를 나타내고 있다. 여기서, 분리 축 이론은 유향경계상자를 축에 투영시켜 충돌 검사를 하는 방식이다. 하기의 [수학식 1]을 이용하여 유향경계상자 사이의 충돌을 검사할 수 있다. 이러한 유향경계상자 사이의 충동 검사 원리는 유향경계상자트리에도 동일하게 적용된다.
FIG. 10 illustrates the collision inspection principle of the dielectric boundary box using the Separation Axis Theorem. Here, the separation axis theory is a method of collision detection by projecting the dicing box on the axis.
여기서, T는 유향경계상자 간의 중심거리, L은 투영되는 축, 은 투영된 축에서 유향경계상자 사이의 거리, ra는 축에 투영된 유향경계상자 A의 반지름 거리, rb는 축에 투영된 유향경계상자 B의 반지름 거리를 나타낸다.Where T is the center distance between the dicing box, L is the axis projected, Is the distance between the mound box on the projected axis, r a is the radius distance of the mound box A projected on the axis, and r b is the radius distance of the mound box B projected on the axis.
이때, 상기 [수학식 1]을 만족하면 충돌이 발생하지 않은 것으로 판정하고, 상기 [수학식 1]을 만족하지 않으면 충돌이 발생한 것으로 판정한다.
At this time, if the
전술한 바와 같이, 일반적으로 오목하거나 기하학적 정보가 적은 폴리곤 모델에서 유향경계상자트리를 생성할 경우 실제 모델의 형상보다 너무 크거나 원활하게 생성되지 않기 때문에, 본 발명에서는 메쉬분할기법을 사용하여 유향경계상자트리를 생성함으로써 실제 모델 형상과 비슷한 유향경계상자트리를 생성할 수 있다.As described above, in general, when generating a Boundary Boundary box tree in a concave polygonal model with little geometric information, it is not generated too largely or smoothly than the shape of the actual model. By creating a box tree, you can create a directional box tree similar to the actual model geometry.
이렇게 생성된 실제 모델과 근접한 형상을 가지는 유향경계상자트리를 이용하여 충돌 검사를 수행함으로써, 신뢰성 높은 충돌 검사 결과를 도출할 수 있다.By performing a collision test using a directed boundary box tree having a shape close to the actual model thus generated, a reliable collision test result can be derived.
전술한 바와 같은 본 발명은 실제 모델과 근접한 형상을 가지는 유향경계상자트리를 이용하여 충돌 검사를 신뢰성 있게 수행함으로써 충돌 검사 결과를 이용하여 조립체의 최적의 분해 순서를 결정하는데 사용하기 위해 개발하였다. 조립체의 분해 순서를 설계 단계에서 가상의 공간에서 검사함으로써 정비성 시뮬레이션이나 설계 검증 소프트웨어 등에 통합하여 구현할 수 있다.
As described above, the present invention has been developed for use in determining the optimal disassembly order of an assembly by using the collision test result by performing the collision test reliably by using the directional box tree having a shape close to the actual model. The disassembly sequence of the assembly can be inspected in the virtual space during the design phase to be integrated into maintenance simulation or design verification software.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 유향경계상자트리와 메쉬분할기법을 이용한 폴리곤 모델의 충돌 검사 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.On the other hand, the collision detection method of the polygon model using the dichotomous boundary box tree and the mesh segmentation method according to the present invention as described above can be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means to be recorded on a computer readable medium. have. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. The medium may be a transmission medium such as an optical or metal line, a wave guide, or the like, including a carrier wave for transmitting a signal designating a program command, a data structure, or the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Various permutations, modifications and variations are possible without departing from the spirit of the invention.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, but should be determined by the scope of the appended claims, as well as the appended claims.
본 발명은 기계 부품 폴리곤 모델 등의 충돌 검사 등에 이용될 수 있다.
The present invention can be used for collision inspection of mechanical part polygon models and the like.
11 : 컴퓨터 12 : 키보드
13 : 마우스 14 : 프린터
15 : 중앙처리장치 16 : 주기억장치
17 : 보조기억장치 18 : 주변장치11: computer 12: keyboard
13: mouse 14: printer
15: central processing unit 16: main memory unit
17: auxiliary storage device 18: peripheral device
Claims (4)
폴리곤 모델에 메쉬분할기법을 적용하여 메쉬 정보를 추가하는 메쉬 정보 추가 단계;
상기 추가된 메쉬 정보를 이용하여 유향경계상자트리를 생성하는 유향경계상자트리 생성 단계; 및
상기 생성된 유향경계상자트리를 이용하여 충돌 검사를 수행하는 충돌 검사 수행 단계
를 포함하는 충돌 검사 방법.
In the collision detection method in the collision detection system,
Adding mesh information by applying a mesh division technique to the polygon model;
Generating a dichotomous bounding box tree by using the added mesh information; And
Collision check performing step of performing a collision check using the generated omnidirectional boundary box tree
Collision checking method comprising a.
상기 유향경계상자트리 생성 단계는,
유향경계상자를 상기 폴리곤 모델의 기하학적 정보(즉, 상기 폴리곤 모델의 격자 정보)를 이용하여 가장 긴 축으로 분리하여 유향경계상자트리를 생성하는 충돌 검사 방법.
The method of claim 1,
The directed border box tree generation step,
The collision detection method of generating a dividing boundary box tree by dividing the dicing boundary box into the longest axis using geometric information of the polygon model (ie, grid information of the polygon model).
상기 메쉬 정보는,
상기 폴리곤 모델의 기하학적 정보(즉, 상기 폴리곤 모델의 격자 정보)인 것을 특징으로 하는 충돌 검사 방법.
The method according to claim 1 or 2,
The mesh information,
And the geometric information of the polygon model (ie, the grid information of the polygon model).
폴리곤 모델에 메쉬분할기법을 적용하여 메쉬 정보를 추가하는 메쉬 정보 추가 단계;
상기 추가된 메쉬 정보를 이용하여 유향경계상자트리를 생성하는 유향경계상자트리 생성 단계; 및
상기 생성된 유향경계상자트리를 이용하여 충돌 검사를 수행하는 충돌 검사 수행 단계
를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
In a collision detection system with a processor,
Adding mesh information by applying a mesh division technique to the polygon model;
Generating a dichotomous bounding box tree by using the added mesh information; And
Collision check performing step of performing a collision check using the generated omnidirectional boundary box tree
A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing this.
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